طريقة تتيح للأشخاص ذوي الإعاقة التغلب - عن طريق الشم - على قيود الحركة المختلفة، والكتابة، وتوجيه الكرسي المتحرك.

اختراع جديد لعلماء معهد وايزمان للعلوم *الخطوة التالية: "اليد الثالثة" للطيارين والجراحين

الاستنشاق - الشهيق والزفير اللطيف من خلال الأنف - يسمح للأشخاص المصابين بالشلل بالتغلب على قيود الحركة المختلفة، والكتابة، وتوجيه الكرسي المتحرك. النظام الذي طوره البروفيسور نوعام سوبيل، ومهندسي الإلكترونيات الدكتور أنطون بلوتكين وأهارون فايسبرود، وطالب البحث لي سيلا من قسم علم الأعصاب في معهد وايزمان للعلوم، بالتعاون مع البروفيسور ناحوم سوروكر من مستشفى ليفنشتاين، يكتشف التغيرات في ضغط الهواء في تجويف الأنف، ويترجمها إلى إشارات كهربائية. وأظهر اختبار الجهاز على متطوعين أصحاء ومصابين بالشلل أن التحكم به سريع للغاية، وأنه يسمح بتحريك الكرسي المتحرك على طول طريق معقد وممارسة لعبة كمبيوتر بسرعة ودقة مماثلة لتلك التي يتم تحقيقها باستخدام فأرة الكمبيوتر أو عصا التحكم.

البروفيسور سوبيل: "من المثير إثبات أن الأشخاص المصابين بجروح خطيرة والذين يعانون من "متلازمة الانحباس" - أي الأشخاص الذين تكون وظائفهم الإدراكية طبيعية ولكنهم "محبوسين داخل أجسادهم" بسبب الشلل الكامل - يمكنهم استخدام الجهاز الجديد النظام، والتواصل مع أفراد أسرهم، والإجابة على الأسئلة، وحتى بدء التواصل مع البيئة. وقام المعاقون الذين استخدموا الجهاز بكتابة رسائل مؤثرة لأفراد عائلاتهم، وشاركوهم أفكارهم ومشاعرهم لأول مرة." تم إعطاء أربعة أنظمة كتابة شم لأربعة مرضى شاركوا في فحصهم. في هذه الأيام تقوم شركة "Yade Research and Development" - التي تروج للتطبيقات الصناعية القائمة على اختراعات علماء معهد وايزمان للعلوم - بدراسة إمكانيات تسويق وتوزيع التكنولوجيا.

إن عملية الاستنشاق هي مهارة حركية دقيقة، يتم التحكم فيها، من بين أمور أخرى، من خلال موضع الحنك الرخو - وهو حاجز مرن توجه حركته مرور الهواء عبر الفم (الاستنشاق) أو عبر الأنف (الشم). يتم التحكم في الحنك الرخو عن طريق عدة أعصاب تأتي مباشرة من الدماغ (دون مغادرة تجويف الجمجمة). هذه الحقيقة دفعت فريق العلماء، بقيادة البروفيسور سوبيل، إلى افتراض أن القدرة على الشم، أي التحكم في حركة الحنك الرخو، تظل محفوظة حتى في حالات تلف الأعصاب الشديد، الذي يسبب الشلل. وقد عزز الفحص باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) فرضيتهم، حيث أظهر أن التحكم في حركة الحنك الرخو يتم في عدد كبير من مناطق الدماغ. واكتشفوا أيضًا أن المناطق التي تتحكم في حركة الحنك الرخو تتداخل إلى حد كبير مع مناطق الدماغ المرتبطة باللغة. وأعرب العلماء عن أملهم في أن يسمح هذا الاتصال الطبيعي بالاستخدام البديهي لجهاز الاستنشاق لإنشاء اتصال، وسيساهم في سرعة استخدامه.

ولاختبار ذلك، ابتكر العلماء جهازًا يقيس التغيرات في ضغط الهواء في تجويف الأنف (باستخدام مستشعر غير جراحي مثبت في فتحة الأنف)، ويترجمها إلى إشارات كهربائية. بالنسبة لمرضى التنفس، تم إنشاء نسخة مقبولة (سلبية) من الجهاز، والتي تعمل على تدفق الهواء إلى تجويف الأنف. وفي هذه الحالة، يجب على مستخدم الجهاز أن يتعلم كيفية تحريك الحنك الرخو، وهي قدرة يحققها حوالي 75% من السكان. وأظهر اختبار أولي للجهاز أجراه متطوعين أصحاء لعبوا به إحدى ألعاب الكمبيوتر، أن كفاءة آلية الشم تشبه كفاءة اليد التي تتحكم في فأرة الكمبيوتر أو عصا التحكم. استبدال لعبة الكمبيوتر ببرنامج لكتابة النص، سمح للمتطوعين بالكتابة بمعدل حوالي تسعة أحرف في الدقيقة. في الخطوة التالية، والتي تم تنفيذها بالتعاون مع البروفيسور ناحوم سوروكر من مستشفى ليفنشتاين، شارك المرضى الذين يعانون من شلل في الأطراف الأربعة و"متلازمة الانغلاق". إحدى المريضات، التي ظلت محتجزة لمدة سبعة أشهر بعد إصابتها بسكتة دماغية، تعلمت كيفية تشغيل الجهاز في غضون أيام قليلة، وأرسلت الرسالة الأولى إلى أفراد عائلتها. وكتب مريض آخر، سُجن لمدة 18 عامًا بعد تعرضه لحادث سيارة، للباحثين أن الجهاز الجديد أكثر ملاءمة وأبسط من الجهاز الذي يعتمد على رمش العين. وتمكن عشرة مرضى آخرين، يعانون من شلل في أطرافهم الأربعة، من الكتابة وتشغيل الكمبيوتر عن طريق الشم.

بالإضافة إلى كونها وسيلة اتصال فعالة، تعد الواجهة الجديدة أيضًا وسيلة نقل. ابتكر العلماء "وحدة تحكم في الحركة" تعتمد على "رمز شم" بسيط، حيث تشير شهقتان للداخل (شهيقتان من خلال الأنف) إلى "الأمام"، وتشير شهقتان إلى "الخلف"، وشم للخارج يتبعه إشارة للداخل "يسار"، وشم للداخل متبوعًا بعلامة "يمين" للخارج، وربطه بكرسي متحرك كهربائي. تمكن مريض يعاني من شلل من الرقبة إلى الأسفل من التنقل بالكرسي على طول طريق معقد -يتضمن عدة منعطفات حادة- بعد 15 دقيقة من التدريب، وبمستوى من الدقة مماثل لما يحققه الشخص السليم.

إن "لغة الاستنشاق" - المستندة إلى الاتجاه (الداخل إلى الخارج)، والكثافة والمدة المتفاوتة - تخلق تنوعًا يسمح بإنشاء رموز معقدة من شأنها أن تزيد من سلامة ودقة ونطاق تشغيل الأجهزة التي يتم تشغيلها من خلالها. النظام الجديد رخيص التصنيع، وبسيط، وسريع التشغيل، مقارنة بواجهات الدماغ والآلة الأخرى. ويرى البروفيسور سوبيل أن التطور الجديد لا يجلب الأمل فقط للأشخاص المصابين بالشلل، بل سيتم استخدامه في مجموعة متنوعة من المجالات الأخرى، كنوع من "اليد الثالثة" التي ستخدم الجراحين والطيارين وما شابه.